package leetcode.editor.cn;

import java.util.concurrent.*;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * @id: 1226
 * @title: 哲学家进餐
 */
 
//5 个沉默寡言的哲学家围坐在圆桌前，每人面前一盘意面。叉子放在哲学家之间的桌面上。（5 个哲学家，5 根叉子） 
//
// 所有的哲学家都只会在思考和进餐两种行为间交替。哲学家只有同时拿到左边和右边的叉子才能吃到面，而同一根叉子在同一时间只能被一个哲学家使用。每个哲学家吃完面后
//都需要把叉子放回桌面以供其他哲学家吃面。只要条件允许，哲学家可以拿起左边或者右边的叉子，但在没有同时拿到左右叉子时不能进食。 
//
// 假设面的数量没有限制，哲学家也能随便吃，不需要考虑吃不吃得下。 
//
// 设计一个进餐规则（并行算法）使得每个哲学家都不会挨饿；也就是说，在没有人知道别人什么时候想吃东西或思考的情况下，每个哲学家都可以在吃饭和思考之间一直交替下
//去。 
//
// 
//
// 问题描述和图片来自维基百科 wikipedia.org 
//
// 
//
// 哲学家从 0 到 4 按 顺时针 编号。请实现函数 void wantsToEat(philosopher, pickLeftFork, pickRigh
//tFork, eat, putLeftFork, putRightFork)： 
//
// 
// philosopher 哲学家的编号。 
// pickLeftFork 和 pickRightFork 表示拿起左边或右边的叉子。 
// eat 表示吃面。 
// putLeftFork 和 putRightFork 表示放下左边或右边的叉子。 
// 由于哲学家不是在吃面就是在想着啥时候吃面，所以思考这个方法没有对应的回调。 
// 
//
// 给你 5 个线程，每个都代表一个哲学家，请你使用类的同一个对象来模拟这个过程。在最后一次调用结束之前，可能会为同一个哲学家多次调用该函数。 
//
// 
//
// 示例： 
//
// 输入：n = 1
//输出：[[4,2,1],[4,1,1],[0,1,1],[2,2,1],[2,1,1],[2,0,3],[2,1,2],[2,2,2],[4,0,3],[4
//,1,2],[0,2,1],[4,2,2],[3,2,1],[3,1,1],[0,0,3],[0,1,2],[0,2,2],[1,2,1],[1,1,1],[3
//,0,3],[3,1,2],[3,2,2],[1,0,3],[1,1,2],[1,2,2]]
//解释:
//n 表示每个哲学家需要进餐的次数。
//输出数组描述了叉子的控制和进餐的调用，它的格式如下：
//output[i] = [a, b, c] (3个整数)
//- a 哲学家编号。
//- b 指定叉子：{1 : 左边, 2 : 右边}.
//- c 指定行为：{1 : 拿起, 2 : 放下, 3 : 吃面}。
//如 [4,2,1] 表示 4 号哲学家拿起了右边的叉子。
// 
//
// 
//
// 提示： 
//
// 
// 1 <= n <= 60 
// 
// Related Topics 多线程 
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public class P1226TheDiningPhilosophers {
    public static void main(String[] args) {
        DiningPhilosophers solution = new P1226TheDiningPhilosophers().new DiningPhilosophers();
        // todo 
        ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(5,
                5,
                1000,
                TimeUnit.MILLISECONDS,
                new SynchronousQueue<Runnable>(),
                Executors.defaultThreadFactory());
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            int finalI = i;
            pool.execute(() -> {
                try {
                    solution.wantsToEat(finalI,
                            () -> System.out.println("["+ finalI +", 1, 1]"),
                            () -> System.out.println("["+ finalI +", 2, 1]"),
                            () -> System.out.println("["+ finalI +", 0, 3]"),
                            () -> System.out.println("["+ finalI +", 1, 2]"),
                            () -> System.out.println("["+ finalI +", 2, 2]"));
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
    }
    
//leetcode submit region begin(Prohibit modification and deletion)
class DiningPhilosophers {

    private ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();
    private Condition[] conditions = new Condition[5];
    private boolean[] forksOnTable = {true, true, true, true, true};

    public DiningPhilosophers() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            conditions[i] = reentrantLock.newCondition();
        }
    }

    public void wantsToEat(int philosopher,
                                        Runnable pickLeftFork,
                                        Runnable pickRightFork,
                                        Runnable eat,
                                        Runnable putLeftFork,
                                        Runnable putRightFork) throws InterruptedException {
        int lidx = philosopher;
        int ridx = (philosopher + 1) % 5;
        reentrantLock.lock();
        try {
            while (!forksOnTable[lidx] || !forksOnTable[ridx]) {
                conditions[philosopher].await();
            }
            forksOnTable[lidx] = false;
            pickLeftFork.run();
            forksOnTable[ridx] = false;
            pickRightFork.run();
            eat.run();
            // 左边叉子放下
            forksOnTable[lidx] = true;
            // 叫醒左边哲学家
            conditions[lidx].signal();
            putLeftFork.run();
            // 右边叉子放下
            forksOnTable[ridx] = true;
            // 叫醒右边哲学家
            conditions[ridx].signal();
            putRightFork.run();
        } finally {
            reentrantLock.unlock();
        }
    }

    /**
     * 暴力粗粒度锁
     * @param philosopher
     * @param pickLeftFork
     * @param pickRightFork
     * @param eat
     * @param putLeftFork
     * @param putRightFork
     * @throws InterruptedException
     */
//    public synchronized void wantsToEat(int philosopher,
//                           Runnable pickLeftFork,
//                           Runnable pickRightFork,
//                           Runnable eat,
//                           Runnable putLeftFork,
//                           Runnable putRightFork) throws InterruptedException {
//        pickLeftFork.run();
//        pickRightFork.run();
//        eat.run();
//        putLeftFork.run();
//        putRightFork.run();
//    }



//    public DiningPhilosophers() {
//    }
//    Semaphore[] forks = {
//            new Semaphore(1, true), // 0
//            new Semaphore(1, true), // 1
//            new Semaphore(1, true), // 2
//            new Semaphore(1, true), // 3
//            new Semaphore(1, true), // 4
//    };
//
////     call the run() method of any runnable to execute its code
//    public void wantsToEat(int philosopher,
//                           Runnable pickLeftFork,
//                           Runnable pickRightFork,
//                           Runnable eat,
//                           Runnable putLeftFork,
//                           Runnable putRightFork) throws InterruptedException {
//        Semaphore lf = forks[philosopher];
//        int rindex = (philosopher + 1) % 5;
//        Semaphore rf = forks[rindex];
//        while (lf.tryAcquire()) {
//
//        }
//        pickLeftFork.run();
//        while (rf.tryAcquire()) {
//
//        }
//        pickRightFork.run();
//        // 如果两个叉都拿到就吃面
//        eat.run();
//        rf.release();
//        putRightFork.run();
//        lf.release();
//        putLeftFork.run();
//    }
}
//leetcode submit region end(Prohibit modification and deletion)


}